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光电效应测量普朗克常量及实验心得

(2008-06-03 08:27:58)
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杂谈

本学期我们做了利用光电效应测量普朗克常数的实验,而这个实验中包含了两个重要的知识点,即普朗克常数和光电效应。

1、普朗克常数:

1900年,普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释上的困难,创立了物质辐射(或吸收)的能量只能是某一最小能量单位(能量量子)的整数倍的假说,即量子假说。他引进了一个物理普适常数,即普朗克常数,以符号h表示,其数值为6.626176×10-34焦耳·秒,是微观现象量子特性的表征。他从理论上导出了黑体辐射的能量按波长(或频率)分布的公式,称为普朗克公式。量子假说的提出对现代物理学,特别是量子论的发展起了重大的作用。普朗克研究的内容是关于物体热辐射的规律,即关于一定温度的物体发出的热辐射在不同频率上的能量分布规律。普朗克对这一问题研究了 6年后,终于将自己关于热辐射规律的研究结果公布于众。普朗克首先公布了他发现的辐射定律,这一定律与他当时最新的实验结果精确符合(后来人们称此定律为普朗克定律)。然后,普朗克指出,为了推导出这一定律,必须假设在光波的发射和吸收过程中,物体的能量变化是不连续的,或者说,物体通过分立的跳跃非连续地改变它们的能量,能量值只能取某个最小能量元的整数倍。为此,普朗克引入了一个新的自然常数 h = 6.63 ×10-34 J·s。这一假设后来被称为能量量子化假设,其中最小能量元被称为能量量子,而常数 h 被称为普朗克常数。

2、光电效应:

1905年,年仅26岁的爱因斯坦(A.Einstein)提出了光量子的假说,并发表了其在物理学发展史上具有里程碑意义的光电效应理论,10年后才被物理学家密里根(Robert Millikan)用光辉的实验证实了光量子理论的正确性。两位物理大师之间的配合推动了近代物理学的发展,他们也都因在光电效应等方面的杰出贡献分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。

光电效应实验及其光量子理论的解释在量子理论的确立与发展上,在解释光的波粒二象性等方面都具有划时代的深远意义。利用光电效应制成的光电器件在科学技术中得到广泛的应用,并且至今还在不断开辟新的应用领域,具有广阔的应用前景。我们已经利用光电效应制成了如观点管、光电倍增器、光电池等器件,而光电效应在微光检测方面也有重要的应用。

 

验心得:

通过这两年的大学物理基础实验,我觉的作为一名理科类的学生,我深知自己的实践能力仍十分欠缺,需要不断的提高,而物理实验正是一个很好的机会能够锻炼我的动手能力和思维创新能力,在学习及实验的同时我也学到了很多其他课程上没有学到的知识。这次的光电效应实验,使我们近一步认识到了光电效应的重要应用,以及测量普朗克常量的方法。而较大的实验误差使的我们不得不好好总结实验的各个因素,分析造成如此大的误差的原因,这样的学习方法使得我们可以更深入的理解实验的原理,也同时拓宽了我们的思维创新能力。随着实验的水平的提高,对我们的要求也会越来越高,这更能够促使我们进步。希望以后我们会有比较开放的实验,这样可以充分调动我们的动手能力,提高我们的实践水平。我想,大学的物理实验并不重在对实验结果测量的准确性上,而是在与在实验过程中的思考问题的能力,以及将其付诸实验的动手能力,所以我期待着新的实验,期待着自己不断的进步。

 

                                                 

                  物理学系物理学基地班

           周卓

              2006110005

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